JP2000101108A - 薄膜太陽電池およびその製造方法 - Google Patents

薄膜太陽電池およびその製造方法

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JP2000101108A JP10267723A JP26772398A JP2000101108A JP 2000101108 A JP2000101108 A JP 2000101108A JP 10267723 A JP10267723 A JP 10267723A JP 26772398 A JP26772398 A JP 26772398A JP 2000101108 A JP2000101108 A JP 2000101108A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】基板上の電極にレーザ加工損傷が生じず、加工
時間の短い薄膜太陽電池の製造方法を提供し、またその
ような加工に適した構造の薄膜太陽電池を提供する。 【解決手段】絶縁性基板Sの両面にそれぞれ、第1電極
1a、光電変換層Pおよび第2電極2aが積層されてな
る単位太陽電池と、基板を貫通する集電孔H2と接続孔
H1を通じて、それぞれ第2電極に接続された第4電極
4aと、隣接する単位太陽電池の第1電極に接続された
第3電極3bとからなる背面電極が複数設けられ、単位
太陽電池が直列接続されてなる薄膜太陽電池において、
第3電極は分離線L2によって分離個別化され、この分
離線の一部と、単位太陽電池を分離個別化しており少な
くとも第1電極を分離個別化する分離線の一部とは、基
板を挟んで同じ位置で対向している部分を有しており、
少なくとも第4電極は第3電極の分離線の対向している
部分の一部を被覆している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、単位太陽電池の両
極を基板を貫通する孔を利用して基板の反対面の電極に
導通して、複数の単位太陽電池の直列接続が形成されて
なる薄膜太陽電池とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の薄膜太陽電池としては、当発明者
等による特開平6−342924号公報等に開示さたよ
うに、フィルム基板上に多数の単位太陽電池が直列接続
された薄膜太陽電池とその製造方法が知られている。フ
ィルム等の絶縁基板を用い、絶縁基板に開けた貫通孔を
利用して直列接続を行うことを特長としている。このよ
うな薄膜太陽電池はSCAF(Series-Connection thro
ugh Apertures on Filmの略記である)型薄膜太陽電池
として知られている。
【0003】図17は従来のSCAF型薄膜太陽電池の
1例を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は
(a)におけるXX断面図である。基板Sの1面には基
板側から第1電極1a、光電変換層Pおよび第2電極2
aの順に積層され、少なくとも第1電極1aおよび第2
電極2aは単一領域である単位太陽電池が複数形成され
ている。隣接する単位太陽電池は第1の分離線L1によ
り分離個別化されている。基板の反対面(以降裏面とす
る)には第3電極3aおよび第3電極4aが積層された
後、第2の分離線L2により分離個別化されて背面電極
が形成されている。基板Sには接続孔H1および集電孔
H2の2種の貫通孔が開けられている。接続孔H1の内
面では第1電極1aと集電電極3aの孔内への延長部
(接続導体の1種である)が重ねられ接続導通してお
り、集電孔H2の内面では第2電極2aと第4電極4a
の孔内への延長部(接続導体の1種である)が重ねられ
接続導通している。
【0004】このようにして、任意の単位太陽電池の第
1電極1aは接続孔H1を通じて集電電極3aに接続さ
れ、重ねられている第4電極4aに接続され、第2電極
2aは集電孔H2を通して隣接する第4電極4aに接続
されることにより、隣接する単位太陽電池は次々と直列
接続されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような薄膜太陽電
池の製造においては、基板の両面に形成された薄膜(第
1、2、3および4電極層)を単位太陽電池や個別の電
極に分離分割するために、片面の薄膜を除去して分離線
を形成する必要があり、薄膜の除去にはレーザ加工を利
用している。しかし、基板の両面に薄膜が成膜されてい
るため、レーザ加工の際に、レーザ光パワーが一定以上
基板を透過すると、基板の反対面に既に形成されている
他の薄膜にダメージを与えるという問題があった。その
ため、基板を透過しない波長のレーザを選ぶか、また
は、レーザの透過しない基板を選定する必要があった。
また、基板の両面を別々に加工するため、加工に時間を
要するといった問題もある。
【0006】本発明の目的は、基板上の電極にレーザ加
工損傷が生じず、加工時間の短い薄膜太陽電池の製造方
法を提供し、またそのような加工に適した構造の薄膜太
陽電池を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の上記の目的を達成
するため、絶縁性基板の一面上に、基板側より第1電
極、光電変換層および第2電極が積層されてなる単位太
陽電池が設けられており、また基板の他面上には、基
板、第1電極および光電変換層を貫通する集電孔を通じ
て第2電極に直接接続された第4電極と、基板を貫通す
る接続孔を通じて隣接する単位太陽電池の第1電極に直
接接続された第3電極との一部が積層されてなる背面電
極が複数設けられており、単位太陽電池と背面電極の組
が順次配列されることにより単位太陽電池が直列接続さ
れている薄膜太陽電池において、前記第3電極は分離線
によって分離個別化され、この分離線の一部と、単位太
陽電池を分離個別化しており少なくとも第1電極を分離
個別化する分離線の一部とは、基板を挟んで同じ位置で
対向している部分を有しており、少なくとも第4電極は
第3電極の分離線の対向している部分の一部を被覆して
いることとする。
【0008】前記絶縁性基板はポリイミド、アラミド、
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレー
トまたはポリカーボネートからなると良い。絶縁性基板
の一面上に太陽電池を構成する第1電極層、光電変換層
および第2電極層を、他の面上に背面電極を構成する第
3電極層および第4電極層を成膜する工程、およびこれ
らの層をパターニングして電極を分離個別化するパター
ニング工程を含む上記の薄膜太陽電池の製造方法であっ
て、前記パターニング工程は基板の一面上の第1電極
層、光電変換層、第2電極層、および他の面上の第3電
極層および第4電極層のいずれかの単層または幾つかの
層の積層の一部をレーザ加工により細線状に除去した分
離線を形成して、単層または積層を分割する工程を含
み、レーザ加工を基板の両面の層を一括除去できる強度
で行い、レーザ加工を基板の片面の層のみに行う場合は
基板の他の面の加工部分には他の層はなく、またはレー
ザ加工を基板の両面の層に行う場合はその部分の全層に
同時に一括して行うこととする。
【0009】絶縁性基板に第1電極と第3電極とを接続
するための接続孔を開け、次にその一面上に第3電極層
を成膜し、第3電極層を細線状に除去してなり、基板の
他面上の同様のどの分離線とも全てが重なることはない
第1の分離線を形成してから、第1電極層を成膜し、そ
の後に、第2電極と第4電極を接続するための集電孔を
基板、第1電極層および第3電極層に開け、また、第1
電極層と第3電極層を一括して細線状に除去した第2の
分離線を形成して第1電極の分離個別化の一部および第
3電極層の第3電極の分離個別化と集電孔のみを含む補
助電極部の分離を行ない、次に第1電極上に光電変換層
続いて光電変換層の一部に第2電極層を成膜し、また第
4電極層を形成し、最後に第2の分離線間を結んで少な
くとも第2電極層、および光電変換層を細線状に除去し
て第3の分離線を形成して、単位太陽電池を分離個別化
すると共に単位太陽電池の直列接続を完成すると良い。
【0010】絶縁性基板に第1電極と第3電極とを接続
するための接続孔を開け、その一面上に第3電極層を成
膜した後、第3電極層を細線状に除去して、第1の分離
線を形成して第3電極の分離個別化と集電孔のみを含む
補助電極領域の分離を行い、次に、第1電極層を成膜し
た後、第2電極と第4電極を接続するための集電孔を基
板、第1電極層および第3電極層に開け、また、第1電
極層と第3電極層を一括して細線状に除去した第2の分
離線を形成して第1電極の分離個別化および補助電極の
分離個別化を行ない、次に、第1電極上に光電変換層続
いて光電変換層の一部に第2電極層を成膜し、た後、第
2電極層および光電変換層を細線状に除去して第3の分
離線を形成し第2電極を分離個別化し単位太陽電池を完
成し、最後に、隣接単位太陽電池の集電孔と接続孔を覆
い、第2の分離線の一部を被覆する第4電極を形成し、
単位太陽電池の直列接続を完成すると良い。
【0011】絶縁性基板に第1電極と第3電極とを接続
するための接続孔を開け、その一面上に第3電極層を形
成し、第3電極層を細線状に除去して、同じ単位太陽電
池の接続孔を含む領域を分離個別化する第1の分離線を
形成し、次に、第1電極層を成膜し、その後に、第2電
極と第4電極とを接続するための集電孔を基板、第1電
極層および第3電極層に開け、第1電極上に光電変換層
続いて光電変換層の一部に第2電極層を成膜した後、少
なくとも第1電極層と第3電極層を一括して細線状に除
去した第2の分離線を形成して第1電極の分割個別化
し、先の領域の第3電極および集電孔のみを含む補助電
極への2分割を行ない単位太陽電池を完成し、次に第4
電極を形成して単位太陽電池の直列接続を完成すると良
い。
【0012】マスク成膜による蒸着またはスパッタリン
グにより前記第4電極を形成すると良い。前記第4電極
を印刷により形成すると良い。本発明によれば、薄膜太
陽電池の第1電極と第3電極の分離線を、上記のよう
に、基板を挟んで対向するように配したたため、その部
分のレーザ加工を基板の両面の層を一括除去できる強度
で行い、レーザ加工を基板の片面の層のみに行う場合は
基板の他の面の加工部分には他の層はなく、またはレー
ザ加工を基板の両面の層に行う場合はその部分の全層に
同時に一括して行うことが可能となり、従来は生じてい
たレーザ加工における反対面の薄膜に損傷は、生じなく
なった。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を詳細
に説明する。 実施例1 本発明に係る薄膜太陽電池を製造工程順に説明する。図
1は本発明に係る薄膜太陽電池の第2電極の成膜後迄の
状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は
(a)におけるxX断面図である。
【0014】ポリイミド、アラミド、PET(ポリエチ
レンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレ
ート)またはポリカーボネート等の絶縁性基板S(この
実施例では厚さ50μm )上に接続孔H1(直径約1 mm)
を開け、その後、基板Sの一方の面(背面)に、Agまた
はAlからなる厚さ100 〜300nm の第3電極層3をスパッ
タリングまたは蒸着等により成膜する。その後、YAG
レーザ(波長1.06μmまたは0.53μm )を用いたレーザ
加工により第3電極層3を細線状に除去して、L字型の
第1の分離線L1を形成する。分離線の幅は0.1 〜 0.4
mmとした。第1の分離線L1は集電孔を通して第1電極
に接続されている補助電極3aと接続孔を有する接続電
極3bとを分離する分離線の一部であり、後工程で基板
の両面一括パターニングで形成される他の分離線に連な
る。そして、基板Sの他方の面(受光面)に、Agまたは
/およびAlからなる厚さ100 〜300nm の第1電極層1を
スパッタリングまたは蒸着等により成膜する。そして、
接続孔H1の内壁では第3電極層3と第1電極層1は重
ねられ、導通される。
【0015】図2は本発明に係る薄膜太陽電池の集電孔
開口迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、
(b)は(a)におけるxX断面図である。次に、第1
電極層1と第3電極層3の重なる領域内に集電孔H2
(直径約1mm)を開ける。続いて、レーザ加工により基
板の両面の第1電極層1および第3電極層3に、一括し
て、第2の分離線L2を入れ、第3電極3bと後工程で
補助電極に分割される仮電極3aaとを分離する。第2
の分離線L2は、また第1電極(図4の符号1a)およ
び補助電極(図4の符号3a)の分離にも用いられる。
【0016】第2の分離線L2の形成すなわち両面の薄
膜の細線状の除去はどちらの基板面からも行うことが可
能であるが、第1電極側(受光面側)から加工を行う方
が、後で光電変換層が被覆する第1電極の加工形状が良
好であり、薄膜太陽電池の製造方法には適していること
を確認した。図3は本発明に係る薄膜太陽電池の第4電
極層の成膜迄の状態を示し、(a)は透視平面図であ
り、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【0017】さらに、基板Sの受光面全面に(第1電極
層1上も)に、非晶質シリコン系半導体等からなりp-n
接合またはp-i-n 接合を少なくとも一つ有する光電変換
層P(厚さ 400nm)をプラズマCVDにより形成する。
さらに、同じ面に、マスク等により、接続孔H1を避け
てITO等の透明導電材料からなる第2電極層2(厚さ
60nm)をスパッタにより形成する。その後で、背面に、
マスクを用いたスパッタリまたは蒸着により、補助電極
4bおよび後工程で分割され第4電極4aとなる仮電極
4aa(全体が第4電極層)を同時に成膜形成する。補
助電極4bは第2の分離線L2の一部を被覆して、補助
電極3aと接続電極3bとにまたがりこれらを接続して
いる。また、集電孔H2の内壁では第2電極層2と仮電
極4aaとが重なり、導通する。
【0018】第2電極層2と、第4電極層の形成順を逆
にすることも可能であるが、本形成順の方が欠陥発生部
の接触抵抗が高くなり製造歩留まりが高いことを確認し
た。図4は本発明に係る完成した薄膜太陽電池を示し、
(a)は透視平面図、(b)は(a)におけるxX断面
図であり、(c)は(a)におけるyY断面図である。
【0019】最後に、離れている2つの第2の分離線L
2を結んで、第3の分離線L3を基板の両面にレーザ加
工により一括形成し、第1電極1aおよび第2電極2a
を分離個別化し単位太陽電池を形成し、同時に仮電極3
aaと仮電極4aaとを分割して、それぞれ補助電極3
aおよび第4電極4aを形成し、背面電極とする。以上
の製造工程を経て、・・−第4電極−単位薄膜太陽電池
の集電孔−第2電極−光電変換層−第1電極−接続孔−
接続電極−補助電極−接続電極−隣接単位薄膜太陽電池
の集電孔−第2電極−・・なる単位薄膜太陽電池の直列
接続が成立する。
【0020】上記のように、本発明によれば、レーザ加
工においては、レーザ光は常に基板を透過しており、基
板両面に形成された複数の薄膜を同時に除去する状態
か、または、加工面の反対面に薄膜はない状態であるよ
うに、各薄膜の形状を定めている。従って、レーザ加工
を行っても、レーザ光による薄膜の損傷を引き起こすこ
となく直列接続構造が形成できるばかりでなく、各電極
の分離を一括して同時に行うことが可能となり、レーザ
加工の回数の低減が行える。また、レーザのパターニン
グラインが重ならないために、各薄膜へのレーザダメー
ジが少なく歩留まりが向上する。 実施例2 図5は本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の集電孔
形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、
(b)は(a)におけるxX断面図である。
【0021】絶縁性基板Sに接続孔H1を開け、その
後、基板Sの一方の面(背面)に、第3電極層をスパッ
タリングまたは蒸着等により成膜する。その後、レーザ
加工により第3電極層にL字型を縦に連結した形状の第
1の分離線L1を形成して、後で第3電極となる仮電極
3aaと、後で接続電極およびダミー電極となる仮電極
3bcを分離する。
【0022】そして、基板Sの他方の面(受光面)に、
第1電極層1をスパッタリングまたは蒸着等により成膜
する。こうして、接続孔H1の内壁では第3電極層3と
第1電極層1は重なり、導通する。そして、基板S、第
1電極層1および第3電極層3に貫通した集電孔H2を
開ける。
【0023】図6は本発明に係る別の実施例の薄膜太陽
電池の一括分離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平
面図であり、(b)は(a)におけるxX断面図であ
る。次に、レーザ加工により基板の両面の第1電極層1
および第3電極層3に、一括して、第2の分離線L2を
入れ、第1電極1aを分離個別化し、また補助電極3a
および、補助電極3a、接続電極3bおよびダミー電極
3cとを分離個別化する。
【0024】第2の分離線L2の形成に際しては、実施
例1と同様に、第1電極側(受光面側)からレーザ光を
照射して加工を行う方が、後で光電変換層が被覆する第
1電極の加工形状が良好であり、薄膜太陽電池には適し
ていることを確認した。図7は本発明に係る別の実施例
の薄膜太陽電池の第4電極の形成迄の状態を示し、
(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるx
X断面図である。
【0025】さらに、基板Sの受光面全面に光電変換層
Pを形成する。さらに、同じ面に、マスク等により、接
続孔H1を避けて第2電極層2を形成する。その後で、
背面に、マスクを用いたスパッタリングまたは蒸着によ
り、第4電極4aを成膜形成する。第4電極4aは第1
の分離線L1を被覆して、補助電極3aと補助電極3c
とを接続し、さらに第2の分離線L2を被覆して、補助
電極3cと隣接する単位太陽電池側の接続電極3bとを
接続している。また、集電孔H2の内壁では第2電極層
2と第4電極層4とが重なり、導通する。
【0026】第2電極層2と、第4電極層4の形成順を
逆にすることも可能であるが、本形成順の方が欠陥発生
部の接触抵抗が高くなり製造歩留まりが高いことは実施
例例1に同じである。図8は本発明に係る別の実施例の
完成した薄膜太陽電池を示し、(a)は透視平面図、
(b)は(a)におけるxX断面図であり、(c)は
(a)におけるyY断面図である。
【0027】最後に、第2の分離線L2に重ねて、離れ
ている2つの第1の分離線L1を結んで、第3の分離線
L3を基板の両面にレーザ加工により一括形成し、第1
電極1aおよび第2電極2aを分離個別化して、単位太
陽電池を形成する。以上の製造工程を経て、複数の単位
薄膜太陽電池の直列接続が成立する。実施例1と同様
に、レーザ加工の回数の低減が行える。また、レーザの
パターニングラインが重ならないために、各薄膜へのレ
ーザダメージが少なく歩留まりが向上する。 実施例3 図9は本発明に係る他の実施例の薄膜太陽電池の第1の
分離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であ
り、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【0028】接続孔H1を開けた基板Sの一方の面に第
3電極層を成膜し、レーザ加工により第1の分離線L1
を形成し、後工程で1つの単位太陽電池の補助電極と接
続電極に分割される仮電極3abに分割する。そして、
反対面に第1電極層1を成膜する。接続孔H1の内壁で
は第1電極層と第3電極層とは重なり、導通する。図1
0は本発明に係る他の実施例の薄膜太陽電池の第2の分
離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、
(b)は(a)におけるxX断面図である。
【0029】次に、集電孔H2を開ける。そして、レー
ザ加工により基板の両面の第1電極層1および仮電極3
abに一括して第2の分離線L2を形成し、第1電極1
aの個別化、および補助電極3aと接続電極3bの個別
化を行う。図11は本発明に係る他の実施例の太陽電池
の第2電極層の成膜迄の状態を示し、(a)は透視平面
図、(b)は(a)におけるxX断面図であり、(c)
は(a)におけるyY断面図である。
【0030】次に、集電孔H2を開けてから、光電変換
層Pを基板Sの全面に、次いで第2電極層2を接続孔H
1に懸からないように光電変換層P上に成膜する。図1
2は本発明に係る他の実施例の完成した太陽電池を示
し、(a)は透視平面図、(b)は(a)におけるxX
断面図であり、(c)は(a)におけるyY断面図であ
る。
【0031】次に、第2の分離線L2の一部に重ねて、
レーザ加工により第3の分離線L3を形成し、第2電極
2aを個別化する。最後に、マスク成膜により個別化さ
れた第4電極4aを成膜する。第4電極4aは補助電極
3aと隣接する単位太陽電池の第3電極3bとを導通さ
せる。また集電孔H2の内壁では第2電極層2と第4電
極層4とは重なり、導通する。こうにして、単位太陽電
池とその直列接続が完成する。
【0032】第3の分離線L3の形成の際、この例で
は、第2の分離線L2を幅広く形成しておき、第2電極
層、光電変換層を除去したが、第1電極層および/また
は第3電極層を同時に除去することも可能である。いず
れにしても、レーザ光は基板を充分に透過しており、透
過レーザ光は基板に形成されている薄膜を除去すること
ができるように設定されていればよい。
【0033】また、第4電極は成膜後でパターニングし
ないので、マスク等で、スパッタリングや蒸着等のマス
ク成膜により形成することも可能であるが、また印刷な
どにより形成することも可能である。実施例1と同様
に、レーザ加工の回数の低減が行える。また、レーザの
パターニングラインが重ならないために、各薄膜へのレ
ーザダメージが少なく歩留まりが向上する。 実施例4 図13は本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の第1
分離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であ
り、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【0034】接続孔H1を開けた基板Sの一方の面に第
3電極層を成膜し、レーザ加工により第1の分離線L1
を形成し、後工程で補助電極と接続電極に分割される仮
電極3abに分割する。そして、反対面に第1電極層1
を成膜する。接続孔H1の内壁では第1電極層と第3電
極層とは重なり導通する。図14は本発明に係る別の実
施例の薄膜太陽電池の第2電極層成膜迄の状態を示し、
(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけるx
X断面図である。
【0035】次に、集電孔H2を開けてから、光電変換
層Pを基板Sの全面に、次いで第2電極層2を接続孔H
1に懸からないように光電変換層P上に成膜する。図1
5は本発明に係る別の実施例の太陽電池の第2の分離線
形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図、(b)は
(a)におけるxX断面図であり、(c)は(a)にお
けるyY断面図である。
【0036】そして、レーザ加工により基板の両面の第
1電極層1、光電変換層Pおよび第2電極層2、および
第3電極層3に一括して第2の分離線L2を形成し、第
1電極1aおよび第2電極2aの個別化による単位太陽
電池の形成、および補助電極3aと接続電極3bの個別
化を行う。図16は本発明に係る他の実施例の完成した
太陽電池を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は
(a)におけるxX断面図であり、(c)は(a)にお
けるyY断面図である。
【0037】最後に、Ag、C 、 Ni などの導電性フィラ
ーを含むペーストを印刷、乾燥して、個別化された第4
電極4aを形成する。第4電極4aは補助電極3aと隣
接する単位太陽電池の第3電極3bとを導通させる。ま
た集電孔H2の内壁では第2電極層2と第4電極層4と
は重なり、導通する。こうにして、単位太陽電池とその
直列接続が完成する。マスク成膜による蒸着によって、
第4電極4aを形成することも可能である。
【0038】実施例2と異なる点は、基板の両面の薄膜
への分離線形成は第2電極まで成膜が終了した後に1回
だけ行うことである。この一括パターニングは、第3電
極側から加工する方が好ましいことは実施例1に同じで
ある。実施例1と同様に、レーザ加工の回数の低減が行
える。また、レーザのパターニングラインが重ならない
ために、各薄膜へのレーザダメージが少なく歩留まりが
向上する。
【0039】
【発明の効果】この発明によれば、絶縁性基板の一面上
に、基板側より第1電極、光電変換層および第2電極が
積層されてなる単位太陽電池が設けられており、また基
板の他面上には、基板、第1電極および光電変換層を貫
通する集電孔を通じて第2電極に直接接続された第4電
極と、基板を貫通する接続孔を通じて隣接する単位太陽
電池の第1電極に直接接続された第3電極との一部が積
層されてなる背面電極が複数設けられており、単位太陽
電池と背面電極の組が順次配列されることにより単位太
陽電池が直列接続されている薄膜太陽電池において、前
記第3電極は分離線によって分離個別化され、この分離
線の一部と、単位太陽電池を分離個別化しており少なく
とも第1電極を分離個別化する分離線の一部とは、基板
を挟んで同じ位置で対向している部分を有しており、少
なくとも第4電極は第3電極の分離線の対向している部
分の一部を被覆している第3電極の間の分離線の一部は
第4電極によって被覆されて、単位太陽電池の直列接続
が行われているような構造にしたため、パターニング工
程は基板の一面上の第1電極層、光電変換層、第2電極
層、および他の面上の第3電極層および第4電極層のい
ずれかの単層または幾つかの層の積層の一部をレーザ加
工により細線状に除去した分離線を形成して、単層また
は積層を分割する工程を含み、レーザ加工を基板の両面
の層を一括除去できる強度で行い、レーザ加工を基板の
片面の層のみに行う場合は基板の他の面の加工部分には
他の層はなく、またはレーザ加工を基板の両面の層に行
う場合はその部分の全層に同時に一括して行うようなパ
ターニング工程を行うことができるようになる。すなわ
ち、レーザ加工においては、レーザ光は常に基板を透過
しており、基板両面に形成された複数の薄膜を同時に除
去する状態か、または、加工面の反対面に薄膜はない状
態であるように、各薄膜の形状を定めている。従って、
レーザ加工を行っても、レーザ光による薄膜の損傷を引
き起こすことなく直列接続構造が形成できるばかりでな
く、各電極の分離を一括して同時に行うことが可能とな
り、レーザ加工の回数の低減が行える。また、レーザの
パターニングラインが重ならないために、各薄膜へのレ
ーザダメージが少なく歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る薄膜太陽電池の第2電極の成膜後
迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は
(a)におけるxX断面図である。
【図2】本発明に係る薄膜太陽電池の集電孔開口迄の状
態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)
におけるxX断面図である。
【図3】本発明に係る薄膜太陽電池の第4電極層の成膜
迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、(b)は
(a)におけるxX断面図であり、(c)は(a)にお
けるyY断面図である。
【図4】本発明に係る完成した薄膜太陽電池を示し、
(a)は透視平面図、(b)は(a)におけるxX断面
図であり、(c)は(a)におけるyY断面図である。
【図5】本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の集電
孔形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であり、
(b)は(a)におけるxX断面図である。
【図6】本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の一括
分離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であ
り、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【図7】本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の第4
電極の形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であ
り、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【図8】本発明に係る別の完成した実施例の薄膜太陽電
池を示し、(a)は透視平面図、(b)は(a)におけ
るxX断面図であり、(c)は(a)におけるyY断面
図である。
【図9】本発明に係る他の実施例の薄膜太陽電池の第1
の分離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であ
り、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【図10】本発明に係る他の実施例の薄膜太陽電池の第
2の分離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図で
あり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【図11】本発明に係る他の実施例の太陽電池の第2電
極層の成膜迄の状態を示し、(a)は透視平面図、
(b)は(a)におけるxX断面図であり、(c)は
(a)におけるyY断面図である。
【図12】本発明に係る他の実施例の完成した太陽電池
を示し、(a)は透視平面図、(b)は(a)における
xX断面図であり、(c)は(a)におけるyY断面図
である。
【図13】本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の第
1分離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であ
り、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【図14】本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の第
2電極の成膜後迄の状態を示し、(a)は透視平面図で
あり、(b)は(a)におけるxX断面図である。
【図15】本発明に係る別の実施例の薄膜太陽電池の第
2分離線形成迄の状態を示し、(a)は透視平面図であ
り、(b)は(a)におけるxX断面図であるり、
(c)は(a)におけるyY断面図である。
【図16】本発明に係る別の実施例の完成した太陽電池
を示し、(a)は透視平面図、(b)は(a)における
xX断面図であり、(c)は(a)におけるyY断面図
である。
【図17】従来のSCAF型薄膜太陽電池の1例を示
し、(a)は透視平面図であり、(b)は(a)におけ
るXX断面図である。
【符号の説明】
S 基板 1 第1電極層 1a 第1電極 2 第2電極層 2a 第2電極 3 第3電極層 3a 補助電極 3b 接続電極 3c ダミー電極 3aa仮電極 3ab仮電極 3bc仮電極 P 光電変換層 4 第4電極層 4a 接続電極 4b 補助電極 4aa仮電極 H2 集電孔 H1 接続孔 L1 第1の分離線 L2 第2の分離線 L3 第3の分離線

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁性基板の一面上に、基板側より第1電
    極、光電変換層および第2電極が積層されてなる単位太
    陽電池が設けられており、また基板の他面上には、基
    板、第1電極および光電変換層を貫通する集電孔を通じ
    て第2電極に直接接続された第4電極と、基板を貫通す
    る接続孔を通じて隣接する単位太陽電池の第1電極に直
    接接続された第3電極との一部が積層されてなる背面電
    極が複数設けられており、単位太陽電池と背面電極の組
    が順次配列されることにより単位太陽電池が直列接続さ
    れている薄膜太陽電池において、前記第3電極は分離線
    によって分離個別化され、この分離線の一部と、単位太
    陽電池を分離個別化しており少なくとも第1電極を分離
    個別化する分離線の一部とは、基板を挟んで同じ位置で
    対向している部分を有しており、少なくとも第4電極は
    第3電極の分離線の対向している部分の一部を被覆して
    いることを特徴とする薄膜太陽電池。
  2. 【請求項2】前記絶縁性基板はポリイミド、アラミド、
    ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレー
    トまたはポリカーボネートからなることを特徴とする請
    求項1に記載の薄膜太陽電池。
  3. 【請求項3】絶縁性基板の一面上に太陽電池を構成する
    第1電極層、光電変換層および第2電極層を、他の面上
    に背面電極を構成する第3電極層および第4電極層を成
    膜する工程、およびこれらの層をパターニングして電極
    を分離個別化するパターニング工程を含む請求項1また
    は2に記載の薄膜太陽電池の製造方法であって、前記パ
    ターニング工程は基板の一面上の第1電極層、光電変換
    層、第2電極層、および他の面上の第3電極層および第
    4電極層のいずれかの単層または幾つかの層の積層の一
    部をレーザ加工により細線状に除去した分離線を形成し
    て、単層または積層を分割する工程を含み、レーザ加工
    を基板の両面の層を一括除去できる強度で行い、レーザ
    加工を基板の片面の層のみに行う場合は基板の他の面の
    加工部分には他の層はなく、またはレーザ加工を基板の
    両面の層に行う場合はその部分の全層に同時に一括して
    行うことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
  4. 【請求項4】絶縁性基板に第1電極と第3電極とを接続
    するための接続孔を開け、次にその一面上に第3電極層
    を成膜し、第3電極層を細線状に除去してなり、基板の
    他面上の同様のどの分離線とも全てが重なることはない
    第1の分離線を形成してから、第1電極層を成膜し、そ
    の後に、第2電極と第4電極を接続するための集電孔を
    基板、第1電極層および第3電極層に開け、また、第1
    電極層と第3電極層を一括して細線状に除去した第2の
    分離線を形成して第1電極の分離個別化の一部および第
    3電極層の第3電極の分離個別化と集電孔のみを含む補
    助電極部の分離を行ない、次に第1電極上に光電変換層
    続いて光電変換層の一部に第2電極層を成膜し、また第
    4電極層を形成し、最後に第2の分離線間を結んで少な
    くとも第2電極層、および光電変換層を細線状に除去し
    て第3の分離線を形成して、単位太陽電池を分離個別化
    すると共に単位太陽電池の直列接続を完成することを特
    徴とする請求項3に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
  5. 【請求項5】絶縁性基板に第1電極と第3電極とを接続
    するための接続孔を開け、その一面上に第3電極層を成
    膜した後、第3電極層を細線状に除去して、第1の分離
    線を形成して第3電極の分離個別化と集電孔のみを含む
    補助電極領域の分離を行い、次に、第1電極層を成膜し
    た後、第2電極と第4電極を接続するための集電孔を基
    板、第1電極層および第3電極層に開け、また、第1電
    極層と第3電極層を一括して細線状に除去した第2の分
    離線を形成して第1電極の分離個別化および補助電極の
    分離個別化を行ない、次に、第1電極上に光電変換層続
    いて光電変換層の一部に第2電極層を成膜した後、第2
    電極層および光電変換層を細線状に除去して第3の分離
    線を形成し第2電極を分離個別化し単位太陽電池を完成
    し、最後に、隣接単位太陽電池の集電孔と接続孔を覆
    い、第2の分離線の一部を被覆する第4電極を形成し、
    単位太陽電池の直列接続を完成することを特徴とする請
    求項3に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
  6. 【請求項6】絶縁性基板に第1電極と第3電極とを接続
    するための接続孔を開け、その一面上に第3電極層を形
    成し、第3電極層を細線状に除去して、同じ単位太陽電
    池の接続孔を含む領域を分離個別化する第1の分離線を
    形成し、次に、第1電極層を成膜し、その後に、第2電
    極と第4電極とを接続するための集電孔を基板、第1電
    極層および第3電極層に開け、第1電極上に光電変換層
    続いて光電変換層の一部に第2電極層を成膜した後、少
    なくとも第1電極層と第3電極層を一括して細線状に除
    去した第2の分離線を形成して第1電極の分割個別化
    し、先の領域の第3電極および集電孔のみを含む補助電
    極への2分割を行ない単位太陽電池を完成し、次に第4
    電極を形成して単位太陽電池の直列接続を完成すること
    を特徴とする請求項3に記載の薄膜太陽電池の製造方
    法。
  7. 【請求項7】マスク成膜による蒸着またはスパッタリン
    グにより前記第4電極を形成することを特徴とする請求
    項3ないし6に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
  8. 【請求項8】前記第4電極を印刷により形成することを
    特徴とする請求項3ないし6に記載の薄膜太陽電池の製
    造方法。
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